韦布望远镜“最遥远星系”候选体Capotauro，原来是银河系里的褐矮星

Capotauro，这个在詹姆斯·韦布空间望远镜图像中一度被视为人类所见最遥远星系的微弱红点，移动了。在三年半的时间里，它在天空中横移了一段极其细小的距离；而数十亿光年之外的天体不可能出现这样的移动。

这一运动为持续了一年多的争论画上了句号。Capotauro 是一颗褐矮星，即质量太小、无法燃烧氢的失败恒星；它在我们银河系内部漂移，温度大致相当于一杯刚泡好的茶。它没有改写首批星系的历史，反而成为迄今确认的同类天体中最寒冷、也最遥远的对象之一。

这项结果来自爱丁堡大学天文研究所一个由Fengyuan Liu和德里克·麦克劳德（Derek McLeod）领导的团队，现已发表于《皇家天文学会月报》（Monthly Notices of the Royal Astronomical Society）。他们测得其位置偏移为132毫角秒，误差正负20毫角秒；这一结果以超过6西格玛的显著性排除了它是星系、活动黑洞或超新星的可能。物理学家通常需要达到5西格玛，才会宣称发现。

这件事的分量很重。若 Capotauro 真是一座星系，它发出的光将在大爆炸后约9000万年离开那里，比目前经光谱确认最遥远的星系 MoM-z14 还要早近2亿年。它看起来也比如此早期的天体应有的亮度高得多。该候选体公布时，泰国国家天文研究所的尼查·利托查瓦利特（Nicha Leethochawalit）曾表示：“如果它是一座红移为32的星系，那么我们迄今许多既有认识都会是错的。”

一根头发丝宽度的偏移如何一锤定音

遥远星系在天空中的位置会长久固定不变，远远超过人的一生。银河系内的恒星和褐矮星则以各自的速度绕银河系运行，因此数年间会相对于背景缓慢移动。这种漂移被称为自行，是区分近邻天体与宇宙巨物最可靠的方法。

研究团队将 CEERS 巡天的发现图像，与三年半后由韦布望远镜两个项目 MINERVA 和 SPAM 拍摄的新图像进行了比较。两个项目都使用了韦布 NIRCam 相机长波段一端的滤镜，Capotauro 在那里最为明亮。研究人员以68个紧凑背景源为基准锁定其位置，并进行了5万次试验，其中包括在图像中植入模拟源，以检验像他们这样的测量结果有多大可能仅因偶然因素而发生摆动。

他们发现的132毫角秒偏移，相当于在100多米外看到的一根人类头发丝的宽度。表观偏移的一部分可能来自视差，即地球绕太阳运行引起的年度微小摆动；但在这里，视差仅能解释约3毫角秒，而且方向不同。几乎所有位移都是真实的空间运动，约为每年38毫角秒。

光谱无法解决这个问题：韦布获取的微弱 NIRSpec 光谱同时符合两种解释，而 Capotauro 又过于暗弱，无法获得更好的光谱。因此，团队把化学问题转化成了几何问题。处在时间尽头的星系不可能移动；附近的褐矮星则必然会移动。

为何一颗失败恒星会被误认成初生星系

天文学家利用一种称为“消失法”的技巧寻找最早期星系。膨胀的宇宙会拉伸光线，而星系之间的氢气会吸收某个波长以下所有更偏蓝的光，因此极为遥远的星系会在韦布较短波段的滤镜中消失，只在最红的滤镜中重新出现。Capotauro 恰好呈现出这种模式，亮度下降约3个星等，其颜色则指向约32的红移。

已知最冷的褐矮星，即 Y 型褐矮星，也能伪造同样的信号。它们大气中的水、甲烷和氨会吸收短波红外波段几乎全部的光，而其辐射会在4至5微米之间急剧上升。透过少数几个宽带滤镜，一颗暗弱的 Y 型褐矮星与一座早得不可思议的星系，看上去可能完全相似。

这种陷阱由来已久。在哈勃时代，冷褐矮星就曾伪装成红移5至7的星系；如今，这些冒名者是更冷的 Y 型褐矮星，而天文学家使用的模板库中往往没有它们。在子弹星系团附近，另外两颗红移超过30的候选体，也是在韦布第二轮成像捕捉到它们移动后，才被证实为 Y 型褐矮星。

报告该天体的团队负责人、帕多瓦大学的乔瓦尼·甘多尔菲（Giovanni Gandolfi）曾称 Capotauro 可能是“有史以来观测到最遥远的星系”，但也将冷褐矮星或流浪行星列为替代解释。JADES 团队的一项分析则早已发现，它的颜色与一颗温度约350开尔文的 Y 型褐矮星相符。

Capotauro 究竟是什么

新测量结果指向一颗光谱型为 Y1 的褐矮星，温度约350开尔文，即77摄氏度。它释放的能量约为太阳的五百万分之一，距离约730秒差距、接近2400光年，误差约为360光年。

这令它成为一个离群值：绝大多数已知 Y 型褐矮星都位于太阳数十光年以内，而已知最冷的褐矮星 WISE 0855 距离我们为7.4光年。只有为搜寻早期星系而设计的深度巡天，才能捕捉到如此暗弱且遥远的天体。

它的速度也格外引人注目：横向速度约为每秒132公里，即每小时约47.5万公里。针对这条视线方向进行的一项银河系模拟发现，薄盘恒星中仅有0.4%拥有这种速度，而厚盘中则有8%；厚盘是一个年龄达100亿至120亿年的较老星族，因此 Capotauro 可能是一个古老天体。Y 型褐矮星的质量通常为木星的3至25倍，温度与迄今拍摄到的最冷巨型系外行星相近。

这项测量尚未解决的问题

这个距离来自将 Capotauro 的颜色与已知褐矮星模板进行比较，而不是直接的几何视差测量。现有模板只延伸到 Y1 型，因此团队无法排除它其实是更冷天体的可能。若 Capotauro 比假设中更冷、更暗，那么它也会更近；这将降低其速度，并使它成为薄盘中一个普通成员。

它的质量未知，其大部分化学组成同样未知。Capotauro 目前只在约4至5微米波段被探测到，且暗弱到无法用韦布的光谱仪进行实际可行的后续观测，因此团队预计，它主要将作为研究遥远褐矮星的统计探针。

另一研究团队曾提出 Capotauro 是一颗对不稳定超新星，即早期一颗巨大恒星的爆炸，红移接近15；其依据是观测到它似乎增亮了约23%。爱丁堡团队发现，两组图像之间没有显著变化，尽管无法排除最高达10%的变化幅度，这在褐矮星中很常见。他们认为，原始亮度测量结果可能因测量孔径过大而高估了约50%。而一个会移动的天体，同样排除了超新星的解释。

这一结果并未推翻所有关于超越当前纪录的星系主张，但它确立了一条检验规则：红移接近30的候选体应当与冷褐矮星模板进行比对；只要存在不止一个观测时期的图像，也应比较它们的位置。

关于 Capotauro 的常见问题

Capotauro 是什么？

Capotauro 是詹姆斯·韦布空间望远镜在 CEERS 巡天区域图像中发现的一个微弱红外源，最初被认为是一座红移32的星系，处于大爆炸后约9000万年。自行如今表明，它是银河系内一颗寒冷的褐矮星。帕多瓦大学的发现者以意大利亚平宁山脉一座山峰 Corno alle Scale 的旧称为它命名。

什么是 Y 型褐矮星？

Y 型褐矮星是最冷的一类褐矮星，其质量大于行星，却又太轻，无法像恒星一样聚变氢。Y 型褐矮星的温度低于约500开尔文，部分接近室温；其大气中的水、甲烷和氨会吸收它们的大部分光线。

天文学家如何区分褐矮星与遥远星系？

仅凭颜色可能造成误判，因为冷褐矮星能够模仿用于寻找早期星系的光线骤降信号。最可靠的检验方式是在数年后再次为天体成像：遥远星系保持固定，而银河系内的褐矮星会发生位置移动。

目前已确认最遥远的星系是什么？

目前通过光谱确认的最遥远星系是 MoM-z14，所见时刻约为大爆炸后2.8亿年。若干仅基于颜色的候选体声称对应更早时期，而 Capotauro 曾是其中最极端的案例之一。

发现图像拍摄于2022年12月，第二组图像则来自韦布在2026年6月中下旬开展的观测。《皇家天文学会月报》于2026年10月28日发表了这项分析。研究人员提出的下一步，是在适当时机进行第三轮成像以测量 Capotauro 的视差，从而将其估算距离转化为实测距离；此外还将开展更广泛的韦布巡天，以捕捉更明亮、因而更易研究的同类天体。

参考文献：Liu et al., “A clear detection of proper motion confirms that the claimed z ≃ 32 galaxy candidate, ‘Capotauro’, is a Y-type brown dwarf,” Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 2026. DOI: 10.1093/mnras/stag2055

标签: 天文学, James Webb Space Telescope, 褐矮星, 银河系, Capotauro, CEERS